專利名稱:磁記錄用高磁導(dǎo)率、高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度合金的最佳化學(xué)成分設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明是關(guān)于軟磁合金化學(xué)成份的設(shè)計(jì)方法。
在國外有用磁性原子比經(jīng)驗(yàn)規(guī)律[1,2,3]來設(shè)計(jì),早期發(fā)現(xiàn)的3~4元系高磁導(dǎo)率合金(飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs≯0.8T)的化學(xué)成份,但沒有專門對用于磁記錄技術(shù)中與金屬磁帶匹配的高磁導(dǎo)率、高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度合金的最佳化學(xué)成份進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法。
本發(fā)明的目的是要修正和發(fā)展“磁性原子比”理論,使之能按下列性能要求設(shè)計(jì)合金的最佳成份,該性能要求是μi≥37.5mH/m(30000Gs/Oe)Bs≥0.8T飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs在0.8T以上可以滿足與金屬磁帶匹配使用的磁記錄裝置中磁頭芯片材料的要求。
本
發(fā)明內(nèi)容
(1)合金的“磁性原子比”應(yīng)符合如下規(guī)律P1=CN i 磁CF e=CN i- Σ [(Ai/ μN(yùn) i) - 1]C iCF e= 3.49 ± 0.41]]>P2=∑AiCi=13.94±3.83(at%)CFe=17.15±1.33(at%)式中CNi、CNi磁為合金中Ni和磁性Ni原子的原子百分含量;
CFe為合金中Fe的原子百分含量;
Ai、Ci為i種合金元素的價(jià)電子數(shù)和原子百分含量;
μN(yùn)i為Ni的原子磁矩值,取0.6μB(μB波爾磁子數(shù));
本發(fā)明的特點(diǎn)在于加入的非鐵磁性元素的量較少,而Fe元素的量較高,使合金的平均原子磁矩達(dá)0.8μB,從而保證了合金具有高的Bs值。
(2)對常用添加元素的價(jià)電子數(shù)進(jìn)行了驗(yàn)證,修正了Ta、Ti、Mn元素的價(jià)電子數(shù),各添加元素的價(jià)電子數(shù)見表1。
*Mn的價(jià)電子數(shù)見發(fā)明內(nèi)容(3)**取自[5](3) 當(dāng)Mn≤1.5at%時(shí),Mn起“增Ni”作用,每個(gè)Mn原子對合金磁性的貢獻(xiàn)為2.6μB=( 13/3 )μN(yùn)i。
所以含Mn合金的磁性Ni原子含量應(yīng)為CNi磁=CNi+(13/3)CMn-∑[(Ai/μN(yùn)i)-1]Ci式中CMn為Mn的原子百分含量。
(4) 在本發(fā)明合金中Fe的原子磁矩取為2.62μB,這與文獻(xiàn)[1][4]都不同。
5、Bs≥0.8T,μi≥37.5mH/m(30000Gs/Oe)合金的最佳Ni含量公式為(除含Mn元素以外)CNi=77.73+∑(0.377Ai-1)Ci(at%)WNi=78.58+∑(12.57 (ni)/(mi) -0.786)Wi(wt%)式中ni,mi,wi分別為i種添加元素每個(gè)原子可中和的Ni原子數(shù),原子量和重量百分?jǐn)?shù),其中ni=(Ai/μN(yùn)i)-1=(Ai/0.6)-1。
表2中列出了不同合金系的最佳Ni含量計(jì)算公式.它們經(jīng)組合后也可適用于其它更多元素更復(fù)雜的合金。
6、合金的JS(飽和磁化強(qiáng)度)的計(jì)算
式中μ為合金平均原子磁矩μ= 1/100 (CNi磁×μN(yùn)i+CFe×μFe)= 1/100 {[CNi- 1/3 ∑(5Ai-3)Ci]×μN(yùn)i+CFe×μFe}= 1/100 {[CNi- 1/3 ∑(5Ai-3)Ci]×0.6+2.62×CFe}Nar為Avogadro常數(shù)d、m為合金的密度和平均原子量注Js和μ的計(jì)算公式與文獻(xiàn)中一致,關(guān)鍵是我們?nèi)〉腁i和μFe不同,故而得出的JS不同。
圖中abcdef為本發(fā)明的最佳成份范圍。
實(shí)施例(1)高Bs高磁導(dǎo)率NiFeMoNb系合金設(shè)計(jì)用本規(guī)律來設(shè)計(jì)NiFeMoNb系合金,其成份應(yīng)如表3所示
據(jù)此我們設(shè)計(jì)了二類三個(gè)高Bs合金,成份和性能見表4,用Nb來代替部分Mo,可使芯片合金的硬度Hv和耐磨性提高。
表4 二類高μi高Bs合金的成份和性能
單位μi、μm為Gs/Oe、Hc為A/m單位μi、μm為Gs/Oe、Hc為A/m表中825合金由于Nb量偏高,故使B10偏低、而878和870二個(gè)FeNiMo系合金完全合乎設(shè)計(jì)要求。
(2)高Bs高μiFeNiMnMo系合金設(shè)計(jì)我們利用Mn可以增加Ni的原子磁矩的特殊現(xiàn)象,設(shè)計(jì)了一組FeNiMoMn合金,也獲得較高的μi和B10,見表5,其中序號62.63獲得較好的綜合性能,另外實(shí)測的B10值,與予測的Js十分接近。
表5FeNiMoNb系合金的成份和性能(0.1mm厚)
*μi在H=0.16A/m下測量、μiμm單位Gs/Oe、Hc單位A/m。
(3)用本方法驗(yàn)算42個(gè)Bs>0.8T,μi>30000Gs/Oe合金的Js值與實(shí)測值相差<0.05T的占92.86%(見附表一)4、用本方法驗(yàn)算30個(gè)含Mn合金的Js值與實(shí)測值相差<0.05T的占90%(見附表二)。
參考文獻(xiàn)[1]R.D.Enoch,A.D.FudgeBrit.JAP1966.17,623~634[2]R.D.EnochD.L.MorrellIEEEMAG-51969.5(3). G.RassmannU.HofmannJAP1968.17,603. 戴禮智,金屬材料研究1975,3(2)141-149[5]東德專利No.67249(G.Rassmann)
權(quán)利要求
1.磁記錄用高磁導(dǎo)率、高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度合金的最佳化學(xué)成份設(shè)計(jì)方法,其特征在于合金的“磁性原子比”應(yīng)符合如下規(guī)律P1=CN i 磁CF e=CN i- Σ [(Ai/ μN(yùn) i) - 1]C iCF e= 3.49 ± 0.41]]>P2=ΣAiCi=13.94±3.83(at%)CFe=17.15±1.33(at%)
2.按權(quán)利要求1所說的設(shè)計(jì)方法,其中常用添加元素Mo、Cu、Nb、Al、V、W、Si的價(jià)電子數(shù)與通常周期表位置一樣,其特征在于添加元素Ta的價(jià)電子數(shù)修正為3.2,Ti為3.77。
3.按權(quán)利要求1所說的設(shè)計(jì)方法,其特征在于合金元素Mn的作用,當(dāng)Mn≤1.5at%時(shí),Mn起“增Ni”作用。每個(gè)Mn原子對合金磁性的貢獻(xiàn)為2.6μB=(13/3)μN(yùn)i。所以含Mn合金的磁性Ni原子含量應(yīng)為CNi磁=CNi+(13/3)CMn-∑[(Ai/μN(yùn)i)-1]Ci
4.按權(quán)利要求1所說的設(shè)計(jì)方法,其特征在于在高Ni-Fe合金中Fe的原子磁矩μFe=2.62μB。
5.按權(quán)利要求1所說的設(shè)計(jì)方法,其特征在于當(dāng)Bs≥0.8T,μi≥37.5mH/m的合金最佳Ni含量公式為(除含Mn元素以外)CNi=77.73+∑(0.371Ai-1)Ci(at%)WNi=78.58+∑[(12.57ni/mi)-0.786]Wi (wt%)
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于磁記錄用高磁導(dǎo)率、高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度合金的最佳化學(xué)成分設(shè)計(jì)方法,目的是能按μ
文檔編號C22C1/00GK1070233SQ9211055
公開日1993年3月24日 申請日期1992年9月17日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月17日
發(fā)明者陳國鈞, 呂鍵 申請人:首鋼總公司